农业生态系统的资源输入与效益输出及调控

生态农业对农田生态系统的影响及效益分析农田生态系统是农业发展的基础和保障。

传统农业生产方式所带来的环境污染和资源浪费问题已经引起了广泛关注，推动了生态农业的发展。

生态农业以保护生态环境为目标，通过改变种植、养殖等方式，对农田生态系统产生积极的影响，进而带来诸多效益。

本文将从农业生态系统的概念出发，探讨生态农业对农田生态系统的影响及其效益。

一、农业生态系统的概念农业生态系统是指在农业生产过程中，由农作物和畜禽等生物群落、土壤、水、空气和农业环境等有机组成的互为联系、相互影响的系统。

农业生态系统的稳定与健康对于保障农业可持续发展和人类粮食安全具有重要意义。

二、生态农业对农田生态系统的影响1. 保护土壤资源生态农业强调土壤有机质的积累和保持，通过合理施肥和优良的耕作措施，能够减少土壤侵蚀、保持水分和养分的保存，促进土壤结构的改善，降低土壤的退化速度，提高土壤质量。

2. 促进生物多样性生态农业注重生物多样性的保护和利用，通过采用轮作休闲，增加作物多样性和野生植物栽培，提供栖息地等措施，有助于保护和增加生态农田中的植物和动物种类，提高农田生态系统的稳定性。

3. 减少农药使用生态农业倡导绿色、无公害的农业生产方式，采用有机农业技术和生物防治等手段，减少化学农药的使用，减轻了农田生态系统受到的农药污染，并有助于提高农产品的质量和安全性。

4. 节约农业资源生态农业注重循环利用和资源节约，在农业生产过程中，通过节约用水、循环农废物等措施，减少了农田生态系统对水资源和能源的消耗，提高了农田生态系统的资源利用效益。

三、生态农业对农田生态系统带来的效益1. 增加农产品的附加值生态农业生产的农产品以绿色、有机为特点，具有较高的市场价值和附加值。

在现代消费者日益关注食品安全和健康的背景下，生态农业产品受到越来越多人的青睐，为农民增加了收入。

2. 促进农村经济发展生态农业的发展使农业生态系统得到保护和恢复，提高了农田生态系统的生产力和稳定性，促进了农村产业结构的升级和优化，推动了农村经济的发展。

农业发展的农业生态系统和资源循环利用农业作为人类生存和发展的基础产业，在全球范围内都扮演着重要的角色。

然而，随着人口的增长和资源的有限性，农业发展面临着许多挑战，如土地沙漠化、水资源短缺等。

因此，建立可持续的农业生态系统和资源循环利用是当今农业发展的重要课题。

农业生态系统是指农业系统中各要素相互作用和相互依存的生态系统。

它包括土壤、作物、动物、微生物、水源和气候等因素。

建立稳定、健康的农业生态系统对于实现农业可持续发展至关重要。

首先，农业生态系统可以提供良好的土壤质量和生态环境，为作物生长提供充足的养分和水分。

其次，农业生态系统可以促进生物多样性和生态多样性，保护珍稀物种和生态环境。

最后，农业生态系统可以提供天然的防治害虫和病害的方法，减少农药的使用，保护生态环境和人类健康。

资源循环利用是指将农业生产中的废弃物和副产品重新利用，最大限度地减少资源浪费和环境污染。

资源循环利用可以通过多种途径实现。

一种方法是将农业废弃物和副产品转化为有机肥料，回归到土壤中，促进农作物的生长。

另一种方法是通过生物技术手段将农业碳排放转化为能源，如沼气发电等。

此外，还可以将农业废弃物用于生物质能源的生产，如木材、农作物秸秆等。

这些方法不仅可以提供可再生能源，还可以减少对化石能源的依赖，降低碳排放。

农业发展的农业生态系统和资源循环利用的重要性不仅体现在经济层面，也体现在社会层面和生态层面。

在经济方面，农业生态系统可以提高农作物的产量和质量，增加农民的收入。

通过资源循环利用，可以企业提高资源利用效率，降低成本，增加经济效益。

在社会方面，农业生态系统和资源循环利用可以创造就业机会，改善农民的生活条件。

在生态方面，这种可持续的农业发展可以提供生态服务，如水源保护、气候调节和自然灾害防护等。

然而，要实现农业发展的农业生态系统和资源循环利用并不容易。

首先，传统的农业生产模式常常依赖大量的农药和化肥，这不仅对生态环境造成损害，还会污染土壤和水源。

《农业生态与环境保护》课程标准一、课程概况二、专业对课程要求设施农业技术专业培养学生的目标是适应经济社会发展和文化传承创新需要，掌握设施作物生产、管理、经营的基础理论、基本知识，具备设施作物生产、经营、管理能力，面向设施园艺作物生产及示范、设施运行维护管理及园艺产品采后处理和推广等岗位（群）“会生产、能经营、懂管理”的德智体美全面发展、具有可持续发展能力的高端技能型专门人才。

《农业生态与环境保护》是高等职业技术学院植物生产、加工类专业的主要专业选修课之一，从农业生态学和农业环境保护两大应用领域来分析农业生态系统的基本原理和基本规律，通过对农业生态系统的科学管理和合理调控，以实现农业的可持续发展，是直接服务于生产的应用性科学。

通过本课程的授课，可以丰富学生的知识结构和提升学生的综合素质以及实际应用能力。

三、课程培养目标总体目标《农业生态与环境保护》是高等职业技术学院园艺、植物保护、食品加工、食品检验、现代农业等相关专业的一门专修课。

本课程的教学目的是：通过教学和实践，使学生明确农业生态与环境保护的性质和任务，较好的掌握农业生态与环境保护的基本理论和基本方法，为今后的专业课打下良好的基础。

本课程其有较强的理论性和实践性，在教学中，必须紧密联系实际，突出重点，加强基础知识和基本理论的讲授，重视讲练结合，适当培养学生的实际操作能力。

向学生讲授生态学的概念、产生及发展、学科体系，让学生认识、理解农业生态学能广泛指导解决农业发展过程中的生态问题，科学处理人与自然的关系。

提高学生的农业生态意识，树立科学发展观。

紧密联系生产实际，培养学生系统分析问题，解决问题的能力。

知识目标农业生态系统的组成和特点、农业生态系统的结构、农业生态系统的功能、农业生态系统中的生物与环境、农业生态系统的调节与控制、农业生态工程、农业生态系统与农业发展、农业资源的利用与保护、农业环境问题、农业环境污染及防治、农业环境管理。

实训内容力争深入浅出，强调应用性，突出操作性，紧密结合当前农业生产实际，以使学生能够全面掌握本学科的知识和技能。

农业生态学重点内容第一章绪论一、名词解释1. 生态学2. 农业生态学3. 系统4. 生态系统5.农业生态系统(agroecosystem)6. 农业效益（agriculture effect）7. 社会效益（social effect）8. 经济效益(economic effect)9. 生态效益(ecological effect)二、重点内容1 系统必须具备的条件①有两个以上的组分；②组分之间有密切联系；③各组分能以整体方式共同完成一定的功能。

2 系统的结构特征（1）系统的边界区分系统内外的标志。

自然形成的：有机体、天体；人为确定的：农场、学校（2）系统的组织层次系统常常由不同的层次构成。

系统内各组分自身构成的系统--子系统。

（3）系统组分的量比关系构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。

H2O H2O2 （4）系统组分的空间关系构成系统的多个组分在空间上有一定的位置排列关系。

碱基（核苷酸）排列与遗传密码：AUU,AUG, GUT,等构成不同的密码子。

氧原子的空间排列不同，造成丙酮和丙醛的差异3 系统的功能特点系统能产生其组分或子系统所没有的功能，称为系统的整合特性。

蛋白质与氨基酸的关系；“整体大于部分之和”，1+1>2；加强各组分原有的独立功能；减弱各组分原有的独立功能；产生各组分原来没有的功能。

系统的结构决定系统的功能4 生态系统的组分、重要功能辐射。

短波辐射、长波辐射（热辐射）、宇宙辐射、核辐射，气体，水体，土体。

生产者（producers）：是指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。

消费者（ consumers ）：是指除了微生物以外的异养生物，主要指依赖初级生产者为生的各种生物。

分解者（decomposers）：主要是指以动植物残体为生的异养微生物。

三大功能能量流动：energy flow物质循环: nutrient cycle信息传递5 农业生态系统的组分及其特点6 农业生态系统与自然生态系统的区别7 推动现代农业生态学发展的动力8 农业生态学的发展历程，经历的几个阶段，每个阶段的主要事件。

《农业生态学》复习思考题
六、论述题 图例或公式表述农田生态系统的水分平衡。

输入项
输出项
● 降水 (R) ● 灌溉 (I)
● 地下水上升
(U)
● 蒸发蒸腾 (ET ） ● 渗漏 (P) ● 侧漏 (S) ● 排水 (D) ●
农田持水 (O)
为什么辅助能能够增加转化效率达到增产作用或辅助能的作用
（1）维持开放系统的平衡与稳定
（2）维持低墒和低级的群落系统的平衡与稳定 （3）资源的优化组合 要求稍有解释。

题干
答案
图例表述农业生产系统中氮循环与输入输出的一般模型，并分析存在的问题及对
策。

农业生态系统中氮循环的特点与问题 A 输入：
多种人工输入，主要是化肥和有机肥 及种苗 三条自然输入，和闪电固N 和风化。

B 输出：
畜禽亚库
人亚库
土壤有机亚库 微生物亚库
土壤速效亚库
氨 挥 发
饲料及垫草
厩肥
产品 食品
有机肥 生物固
淋 溶 矿 化 径流 固N
氨 挥 发
反 硝 化
风 化
化肥
产品
种
苗
大气 吸收
燃 烧。

《农业生态学》课程教学大纲课程名称：农业生态学课程类别：专业选修课适用专业：园艺考核方式：考查总学时、学分：32 学时2学分一、课程教学目的农业生态学是运用生态学的原理及系统论的方法，研究农业生物与其自然社会环境的相互关系的应用性科学，是生态学在农业领域应用的一个分支学科。

通过其对物质、能量的运转与区域农业发展的关系分析，研究由农业生物与其环境构成的农业生态系统的结构、功能及其调控和管理途径等。

设置本课程的目的是使学生了解有关生态学的一般知识及理论与方法，掌握生态学的基本原理，了解农业生态系统的自然调节与人工技术调节及社会部门的间接调节控制的作用和关系，运用农业生态学的原理和方法分析农业生态系统的资源生态问题与系统优化途径，同时建立起生态系统的观点，加强生态环境意识，树立人与自然和谐相处的观念，自觉地为农业的健康持续发展服务。

二、课程教学要求农业生态学是园艺专业的专业选修课。

学习本课程一方面要求学生掌握现代生态学理论和系统分析方法，从物质、能量运转以及信息传递的本质上来认识和解析农业的组成、结构、功能等；掌握农业生态系统的结构组成规律、功能运转规律、输入输出构成规律、效益与效率提高规律、系统调控规律、系统演变规律等。

另一方面让学生建立一种崭新的生态观念，以农业生态系统为对象，用生态学和系统论的方法来探索、解决在特定约束条件下的农业问题并促进生态农业的发展。

三、先修课程植物学、农业气象学、土壤肥料学、微生物学、基础生物化学、植物生理学、园艺植物病虫害防治。

四、课程教学重、难点教学重点：农业生态系统的结构、功能、调控和演变规律。

教学难点：农业生态系统结构与功能的关系、调节控制。

五、课程教学方法与教学手段课程教学结合学生所学的专业知识，采用课堂讲授、案例分析、专题讨论的方法及多媒体教学手段。

六、课程教学内容第一章绪论（2学时）1．教学内容（1）农业生态学的发展：农业生态学的定义；农业生态学的特点；农业生态学的学科基础；农业生态学的产生和发展；中国的农业生态学。

农业生态系统中的氮素营养循环及调节营养循环和物质循环是任何一个生态系统的两个基本过程，对它们的研究具有重要的作用。

对农业生态系统中的营养循环的研究，不仅可以使我们了解各种矿质营养的流动过程，对指导我们在农业实践生产过程中的化肥合理施用具有非常重要作用；同时又可以在保持原有产量下，减少资源成本投入、保护环境等等重要意义。

动植物及人类生长发育所必需的营养元素称为营养元素[1]，营养循环即为营养元素的循环，包括了大量元素的循环、微量元素的循环和痕量元素的循环。

农业生态系统中的循环则是这些元素在人工农业系统如：农田、牧场、草地等和自然系统中的土壤、水、植物等等之间的循环。

可见农业系统中的养分循环是联系土壤、作物、人、畜禽的纽带，是维持农业系统时空上的联系的重要手段，使农业系统具有稳定性和自调力的基础[2]。

氮、磷、钾是肥料的三要素，是农业生产过程中作物极易缺乏的三种营养元素，也是化肥施用量最多的元素；故一直以来，对它们在农业系统中的循环研究也是最多。

本文就农业生态系统中的氮营养元素的循环及其调控方法为主作了综述。

1.氮素的循环氮素是植物的必须营养元素，也是作物产量最重要的养分限制因子。

农业生态系统中的氮素循环是指，氮素通过不同途径进入农业生态系统，再经过许多相互联系的转化和移动过程后，又不同程度地离开这一系统，这一循环是开放性的，它与大气和水体等外界环境进行着复杂的交换[3]。

2.氮素在农业生态系统的输入2.1化肥（有机肥和无机肥）氮素的输入施肥方式输入氮素营养是农业生态系统中氮素输入的最主要的方式之一；它对增加农田中氮素营养的总量的效果也是最为明显。

故农业生产遇到氮素不足时，常以施肥方式来解决。

可见，施肥还是调节农业生态系统中氮素平衡的一个重要方式，也是人为进行调控方式之一。

1998 年我国化肥平均施用量氮肥中的N已超过225 kg/hm2；而北欧等国家施用要相对低一些，挪威东南农田氮肥施用量为N 110 kg/hm2[4]。

1农业生态学的研究对象主要是农业生态系统，即研究农业生物之间，环境之间及生物与环境之间的相互关系的调控途径。

内容一，农业生态系统的组分与结构。

二，农业生态系统的能量流动及物质循环。

三，农业生态系统的生产力。

四，农业生态系统的人工调控与优化。

五，农业生态系统的服务功能及其价值评估。

六，农业资源的合理利用与生态环境保护。

2 生态系统是指在一定的时间和空间范围内生物与生物之间生物与非生物之间密切联系相互作用并具有一定结构及完成一定功能的统合体，或者说是由生物群落与非生物环境相互依存所组成的一个生态学功能单位。

3生态系统的组成一生物组分包括生产者消费者分解者二非生物组分包括太阳辐射无机物质有机物质土壤4生态系统的结构包括物种结构，时空结构营养结构，这三方面是相互联系相互渗透和不可分割的。

物种结构又称组分结构是指生态系统中生物组分有哪些生物种群所组成以及它们之间的量比关系。

时空结构是指生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布构成。

营养结构是指生态学中有生产者消费者分解者三大功能类群以食物营养关系组成的食物链食物网。

生态系统的功能是能量流动物质循环信息传递5根据人类干预程度划分的生态系统，会区分一自然生态系统，在自然生态系统中无人类的干扰系统的边界不很明显但生物种群丰富，结构多样，系统的稳定性靠自然调控机制进行为持，系统的生产力较低，二人工生态系统，是指人类为了达到某一目的而人为建造的生态系统，包括城镇生态系统，宇宙飞船生态系统，高级设施农业生态系统等，在该系统中人类不断对其施加影响通过增加系统投入，期望得到越来越多的系统输出。

三半自然生态系统也是人工驯化生态系统。

半自然生态系统介于人工生态系统和自然生态系统之间，既有人类的干预，同时又受自然规律的支配，是人工驯化的质生态系统，其典型代表是农业生态系统，他有明显的边界，有大量的辅助能的投入，属于开放性系统，并具有较高的净生产里。

6农业生态系统的概念。

农业生态系统的调节控制特点（5篇）第一篇：农业生态系统的调节控制特点•一、农业生态系统调控机制的基本特点1.兼有中心式调控和非中心式调控两种机制。

2.农业生态系统的调控层次。

（1）从自然生态系统继承的非中心式调控机制是农业生态系统的第一层调控。

这个层次的调控通过生物与其环境、生物与生物的相互作用，生物本身的遗传、生理、生化机制来实现。

（2）由直接操作农业生态系统的农民或经营者充当调控中心的人工直接控制构成第二层调控。

这个层次的人直接调度系统的重要结构与功能。

农业生产技术是这个层次的主要调控形式之一。

（3）农业生态系统调控机制的第三个层次是社会间接调控。

这一层次通过社会的财政系统、金融系统、工交系统、通讯系统、行政系统、政法系统、科教系统等影响第二层次的农民或经营者的决策和行动，从而间接调控了农业生态系统。

•二、自然调控1.自然生态系统的调控是通过非中心式调控机制实现的。

生态系统越趋于成熟，自然信息的沟通越丰富，控制系统所特又的和谐、协调、稳定等特点也就越明显。

2.自然调控过程可分为（1）程序调控：生物的个体发育、群落演替都有一定的先后顺序，不会颠倒。

群落得演替与物种间的营养关系、化学关系都有关。

（2）随动调控：动植物的运动过程能跟踪一些外界目标。

向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有肥水的方向伸。

（3）最优调控：生态系统经历了长期的进化压力，优胜劣汰，现存得很多结构与功能都是最优、或接近最优的。

（4）稳态调控：自然生态系统形成了一种发展过程中趋于稳定、干扰中维持不变、受破坏后迅速恢复的稳定性。

这种稳态主要靠系统的功能组分冗余及系统的负反馈作用这两种机制来获得。

a.系统的功能组分冗余在一个系统中，具有同一功能的组分数量超过必须的数量，处于备用状态，这称为系统的功能组分冗余。

b.系统的负反馈作用系统的运行结果作为控制信息（反馈信息），回到系统调控中心，对系统未来动态产生影响，这种作用过程称系统的反馈作用。

农业生态系统的调控与平衡第八章农业生态系统的调控与平衡第一节农业生态系统的调控特点一、农业生态系统调控机制的基本特点1.兼有中心式调控和非中心式调控两种机制。

自然非中心式调控结构典型人工中心式调控结构2.农业生态系统的调控层次。

（1）从自然生态系统继承的非中心式调控机制是农业生态系统的第一层调控。

这个层次的调控通过生物与其环境、生物与生物的相互作用，生物本身的遗传、生理、生化机制来实现。

（2）由直接操作农业生态系统的农民或经营者充当调控中心的人工直接控制构成第二层调控。

这个层次的人直接调度系统的重要结构与功能。

农业生产技术是这个层次的主要调控形式之一。

（3）农业生态系统调控机制的第三个层次是社会间接调控。

这一层次通过社会的财政系统、金融系统、工交系统、通讯系统、行政系统、政法系统、科教系统等影响第二层次的农民或经营者的决策和行动，从而间接调控了农业生态系统。

二、生态系统的自然调控1.自然生态系统的调控是通过非中心式调控机制实现的。

生态系统越趋于成熟，自然信息的沟通越丰富，控制系统所特又的和谐、协调、稳定等特点也就越明显。

生物与生物之间、生物与环境之间存在着反馈调控、多元重复补偿稳态调控机制，以保持系统的稳定性。

稳态是控制论术语，在这里用来表示生态系统抵抗各种干扰和维持内部的稳定状态的能力。

生态系统可以通过多种稳态机制，保持自身的稳定性，主要是各种正、负反馈机制相互作用的结果。

任何稳态机制的作用都是有一定限度的，良好的稳态控制决定于系统中生物种类的多样性、能流物流途径的复杂性。

反馈调控反馈就是输出变成了决定系统未来功能的输入。

反馈通常分为正反馈和负反馈正反馈是指使系统输出的变动在原方向上被加速的反馈。

负反馈是指系统输出的变动在原方向上减速的反馈。

在自然生态系统中，生物常利用正反馈机制接近“目标”，如生命延续、群落演替、生态位占据等，而负反馈则被用来使系统在“目标”附近获得必要的稳定。

自然调控机制农业生态系统的自然调控机制是从自然生态系统中继承下来的生物与生物、生物与环境之间存在的反馈调控、多元重复补偿稳态调控机制。

高效农业生态系统构建与调控随着人口的增加和资源的有限化，高效农业生态系统的构建与调控成为了解决农业生产与可持续发展之间矛盾的重要途径。

下面将从多个角度探讨高效农业生态系统的构建与调控。

1. 优化土壤的调理与保护土壤是农业生产的基础，其质量直接影响农作物的产量和质量。

农民可以通过施用有机肥料、适量浇灌、轮作休耕等措施改善土壤结构和营养状况，提高土壤质量。

此外，采取合理的农作物轮作与间作，可以有效遏制土壤退化和土壤病虫害的发生。

2. 智能化农业设施的建设智能化农业设施的建设，如温室大棚、自动化精准灌溉系统等，可以提供良好的生长环境，实现农作物无季节限制的生产。

而智能化设备的运用，如环境监测等，可以实现对农作物生长情况的实时监测与调控，提高农业生产的效率与质量。

3. 合理利用水资源水是农业生产的重要基础资源，合理利用水资源对于高效农业生态系统的构建非常重要。

农民可以通过雨水集中与浸灌等有效利用雨水的方式，减轻对地下水的过度开采。

此外，科学的灌溉方式，如滴灌、喷灌等，可以避免过量灌溉导致的土壤盐碱化。

4. 生物多样性的促进与保护农作物种植的单一化往往会导致农业生态系统的不稳定与病虫害的大面积爆发。

因此，应该鼓励农民种植多样性的农作物，促进农业生态系统的多样性，提高生态系统的稳定性与抗病虫害的能力。

同时，应加强对农药与化肥的使用监管，防止其对生态环境造成破坏。

5. 生物技术与基因改良的应用生物技术与基因改良可以增强农作物的抗病虫害能力、耐旱能力和抗逆性等。

通过研发抗病虫害的转基因作物，可以减少对农药的依赖，提高生产效益。

同时，基因改良也可以提高作物的品质与营养价值，满足人们对食品质量的需求。

6. 鼓励有机农业有机农业是以农业生态系统为基础，以提高土壤质量和农产品质量为目标的农业种植模式。

通过禁止使用化肥、农药和转基因技术等，可以减少土壤、水体和空气的污染，同时提高农产品的安全性与健康性。

7. 农业废弃物的资源化利用有效地利用农业废弃物不仅可以减少环境污染，还可以转化为有机肥料、生物质能源等，提供农业生产所需的能源和营养物质。